C’est la respiration qui détermine l'oxygénation du cerveau, conclut cette équipe de la Penn State. On savait qu’une oxygénation suffisante est essentielle au bon fonctionnement du cerveau, qu’une augmentation de l'activité neuronale s'accompagne généralement d'une augmentation du débit sanguin et que le flux sanguin permet cette oxygénation. Ces chercheurs montrent que c’est la respiration qui détermine l’oxygène dans l’hémoglobine, et donc l’oxygénation du cerveau. C'est l’exercice qui booste la respiration et influe ainsi sur l’apport en oxygène au cerveau. Ces conclusions, documentées dans la revue Nature Communications contribuent à expliquer comme l’exercice booste la cognition !
Jusque-là, on pensait plutôt que le sang des mammifères -dont l’Homme- était toujours complètement saturé en oxygène, explique l’auteur principal, le Dr Patrick J. Drew, professeur agrégé en génie neural et neurochirurgie et directeur associé du Penn State Neuroscience Institute. Mais, ces travaux montrent qu'il est possible d'obtenir plus d'oxygène dans le cerveau à la fois par l’augmentation du débit sanguin, et par l’augmentation du taux d'oxygène dans le sang. Les chercheurs se sont en effet intéressés aux comportements naturels, notamment à la pratique de l’exercice, qui peuvent influer sur le taux d’oxygène dans le sang, et dans le cerveau.
La respiration est la clé de l’oxygénation du cerveau
On sait que nous modifions nos habitudes respiratoires lorsque nous effectuons des tâches cognitives. Et notre respiration est étroitement liée à la tâche à accomplir. Dans le cerveau, cette augmentation de l'activité neuronale s'accompagne généralement d'une augmentation du débit sanguin. Cependant, que se passe-t-il si le débit sanguin diminue ou est volontairement limité ? Est-ce que l’oxygénation du cerveau diminue « forcément » ? L’équipe montre sur des souris que l'oxygénation du cerveau ne dépend pas que de l'activité neuronale et du flux sanguin, mais aussi de la respiration -qui s’accroît lorsque ces souris pratiquent l’exercice.
Les conditions d’une bonne cognition : sachant que l’activité neuronale est corrélée à l’oxygénation des tissus cérébraux, que l’exercice -ici la locomotion des souris- augmente de manière significative et globale l'oxygénation cérébrale, que cette augmentation de l'oxygénation persiste même en cas d’inactivité neuronale ou d’absence de dilatation des vaisseaux sanguins, la respiration apparaît donc un modulateur clé de l'oxygénation cérébrale, essentiel au bon fonctionnement du cerveau. A contrario des déficiences en oxygène tissulaire vont entraîner des maladies cérébrales et un vieillissement cognitif.
Exercice, respiration et oxygénation : l'exercice est de mieux en mieux documenté comme bénéfique à la santé du cerveau. Cette recherche permet de mieux comprendre comment l'exercice peut améliorer les fonctions cérébrales. Pendant le mouvement, il y a à la fois augmentation du débit cardiaque et de la fréquence respiratoire. Ainsi, l'exercice induit à la fois une augmentation du flux sanguin et des niveaux d'oxygène dans le sang et dans le cerveau.
C'est ainsi que l’exercice accroît doublement l'oxygénation cérébrale et favorise la cognition !
Source: Nature Communications 04 December 2019 Cerebral oxygenation during locomotion is modulated by respiration (visuel Hand-book of physiology, 1892, Baker, William Morrant orangutan brain)
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